LWZ型沉降過濾式離心機在應(yīng)用中的工藝優(yōu)化
技術(shù)支持
大遠洗煤廠隸屬于冀中能源峰峰集團山西大遠煤業(yè)有限公司，位于山西省忻州市靜樂縣杜家村鎮(zhèn)，于2004年5月建成投產(chǎn)。大遠洗煤廠自2013年起交由邯鄲洗選廠山西大遠事業(yè)部管理運營，并先后于2014年3月和2015年12月進行了兩次技術(shù)改造，形成了脫泥無壓三產(chǎn)品重介選、粗煤泥CSS分選機分選、煤泥二次浮選和尾煤壓濾回收的聯(lián)合生產(chǎn)工藝，處理能力達到120萬t/a，主打產(chǎn)品為十級1/3焦精煤。大遠洗煤廠入洗原煤中煤泥含量高達45%，總精煤產(chǎn)品中浮選精煤的比例將近50%，為降低浮選精煤水分，該部分物料采用LWZ（AⅡ）型沉降過濾式離心機和快開式隔膜壓濾機的二次脫水工藝，其中沉降離心機的脫水效果對總精煤產(chǎn)品水分起著決定性影響。
1 沉降過濾式離心機工作原理與優(yōu)點
1.1 工作原理
LWZ（AⅡ）型離心機是一種連續(xù)處理物料的固液分離設(shè)備。煤漿通過入料管進入螺旋體內(nèi)，再經(jīng)過螺旋體的出料口分配到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)。在離心力作用下，煤漿中的固體顆粒迅速沉淀在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，水和微細顆粒從轉(zhuǎn)鼓大端溢流口排出，即為離心液。沉降在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的煤顆粒由螺旋輸送到過濾段，經(jīng)過濾段再次脫水后由轉(zhuǎn)鼓小端排料口排出，即為脫水產(chǎn)物。離心機連續(xù)生產(chǎn)兩種產(chǎn)品：脫水產(chǎn)物和離心液。透過篩網(wǎng)的過濾液可作為循環(huán)料重新進入離心機處理。
1.2 離心機主要參數(shù)
型號：LWZ1100×1800AⅡ
產(chǎn)品水分：14%～24%
處理量：20t/h～40t/h
主動電機：Y315L1-4，160kW
入料濃度：20%～40%
1.3 使用優(yōu)點
（1）產(chǎn)品水分更低、傳動系統(tǒng)簡單、易磨損件使用壽命長。
（2）入料更加連續(xù)穩(wěn)定，保證精煤產(chǎn)品水分的穩(wěn)定性。
（3）控制系統(tǒng)高智能化，減少工人勞動強度，提高勞動效率。
2 存在問題與優(yōu)化措施
2.1 存在問題
大遠洗煤廠浮選精煤脫水工藝為沉降過濾式離心機和快開式隔膜壓濾機的二次脫水工藝，在生產(chǎn)中沉降離心機存在如下幾個問題：
（1）沉降離心機是大遠洗煤廠浮選系統(tǒng)改造期間的新增設(shè)備，由于廠房空間的局限性，其安裝位置在浮選機下層平面偏東位置。浮選機刮出的精礦直接自流入沉降離心機，總跌落高差僅為1.75米且連接管道角度較小，從而經(jīng)常出現(xiàn)自流下料不暢，浮選機精礦溜槽冒料的現(xiàn)象。
（2）沉降離心機對于入料的流量和濃度都有較高的要求，超出限制時脫水效果很難得到良好體現(xiàn)。在實際生產(chǎn)中，入洗不同性質(zhì)原煤時浮選精礦的流量、濃度都不十分穩(wěn)定，離心機產(chǎn)品水分也產(chǎn)生較大波動。浮選精礦量大時，離心機扭矩可在600N·m以上，產(chǎn)品水分在18%以下，相對較低。精礦量小時，離心機扭矩值只有180～200N·m，此時離心機產(chǎn)品呈稀糊狀，水分高達28%～30%，非常不理想。
（3）大遠洗煤廠煤泥，320目部分在35%～40%之間，沉降離心機水分平均為20.4%，自身水分很難再有下降空間。并且離心液濃度一直很高，對下游壓濾機脫水效果也造成不小的影響。
2.2 優(yōu)化措施
針對存在的問題，采取了如下優(yōu)化措施：
（1）增加沉降離心機入料緩沖系統(tǒng)。制作沉降離心機入料緩沖桶，桶頂密封并在一端制作溢流槽，生產(chǎn)中大量泡沫隨溢流進入精煤壓濾機入料池，桶底高濃度物料通過兩臺炸漿泵給入沉降離心機。當(dāng)精礦量波動時，通過控制緩沖桶液位使沉降離心機來料保持穩(wěn)定，在浮精量過大時，溢流進入壓濾機系統(tǒng)確保了生產(chǎn)連續(xù)暢通，該緩沖系統(tǒng)兼緩沖存料、排氣消泡、穩(wěn)定入料為一體，很好的解決了因來料不穩(wěn)造成的離心機水分波動問題。
大遠洗煤廠入洗量高達200t/h，其中煤泥含量（干重）約35%，計算精礦流量為130m3/h，再加入摻粗流量約30m3/h，該緩沖桶在設(shè)計時考慮寸料時間為5分鐘，則其容積至少為（130+30）×÷60=13.3m3。根據(jù)廠房層高及現(xiàn)場實際情況制作緩沖桶規(guī)格為高2.2m，直徑2.8m，體積13.5m3。
（2）對離心機的入料進行摻粗。大遠洗煤廠浮選精煤中極細粒級物料比例高。+40目不到1%，而-320目超過40%，極細粒度對沉降離心機造成很大影響。對此采取了將部分精煤磁選尾礦通過振動弧形篩脫灰后摻入浮選精礦中的措施，以調(diào)整沉降離心機入料的粒度組成。精磁尾原工藝流程為通過0.35mm弧形篩后進入煤泥離心機脫水，水分在12%左右。摻粗時主要考慮到精磁尾礦漿本身的灰分不高，約14%～15%，通過振動擊打弧形篩脫水的同時起到脫灰作用，摻粗的粗粒級物料灰分僅為10.41，能夠達到摻粗的灰分要求。
生產(chǎn)中，經(jīng)過反復(fù)試驗摻粗流量，發(fā)現(xiàn)摻粗流量在30m3/h左右時，水分降幅較明顯。
3 優(yōu)化效果
（1）緩沖系統(tǒng)投入使用后，收效顯著。在使用過程中，桶頂端的溢流槽僅有少量泡沫溢出，浮選量很大時，浮選機溢流槽也沒有出現(xiàn)冒料現(xiàn)象。離心機改為渣漿泵給料后，入料流量得到保證，同時緩沖桶底部物料的濃度高、氣泡少，更有利于提高沉降離心機的脫水效率。
（2）摻粗環(huán)節(jié)使沉降離心機入料的粒度組成達到較佳，并且摻粗在調(diào)整到較佳比例后，扭矩持續(xù)穩(wěn)定在400～500N·m之間，沉降離心機粗煤產(chǎn)品平均水分保持在16%左右。
通過對優(yōu)化前后總精煤產(chǎn)品水分的加權(quán)計算得出：
優(yōu)化前水分：13.98%
優(yōu)化后水分：12.06%
通過計算可以得出，對離心機工藝優(yōu)化后，精煤水分大幅降低近2個百分點。
（3）工藝優(yōu)化前，精煤產(chǎn)品水分較高，大遠煤礦銷售每車精煤（40噸），需要額外抵加3噸精煤。改造后，降低了精煤產(chǎn)品水分，銷售每車精煤只需抵加2.5噸精煤。每車精煤為礦方帶來了0.5噸精煤的效益，約230元。
現(xiàn)大遠礦洗煤廠原煤每月入洗量約為3萬噸，按40%的回收率計算，每月生產(chǎn)精煤1.2萬噸，每月銷售約280車精煤。通過計算，每年帶來的經(jīng)濟效益約為772800元。
在經(jīng)過增加緩沖系統(tǒng)，對沉降過濾式離心機入料進行摻粗等一系列工藝優(yōu)化后，成功的降低了精煤產(chǎn)品的水分，提高了精煤質(zhì)量，每年都可為礦方帶來近80萬元的經(jīng)濟效益。
4 結(jié)束語
LWZ1100×1800AⅡ型沉降過濾式離心機在大遠洗煤廠投入使用的幾個月中，沒有出現(xiàn)大的故障，總體運行情況較好。在進一步采取工藝優(yōu)化后，保證了離心機入料的連續(xù)穩(wěn)定，提高了脫水效率，沉降離心機精煤產(chǎn)品水分穩(wěn)定在16%左右，總精煤水分較之前降低了2%，以微小的投入得到較大成果，為企業(yè)節(jié)約了開支，提高了產(chǎn)品的市場競爭力，達到了以產(chǎn)促銷的目的，為同類型洗煤廠進行工藝優(yōu)化提供了借鑒意義。
